Czym jest PLA?
Kwas polimlekowy, znany również jako PLA (kwas polimlekowy), to termoplastyczny monomer otrzymywany z odnawialnych źródeł organicznych, takich jak skrobia kukurydziana, trzcina cukrowa lub miąższ buraczany.
Mimo że jest to taki sam rodzaj plastiku, jego właściwości sprawiły, że stał się on odnawialnym zasobem, co czyni go bardziej naturalną alternatywą dla paliw kopalnych.
PLA jest neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla, zdatny do spożycia i biodegradowalny, co oznacza, że w odpowiednich warunkach może ulec całkowitemu rozkładowi, zamiast rozpadać się na szkodliwe mikroplastiki.
Ze względu na zdolność do rozkładu jest powszechnie stosowany jako materiał opakowaniowy do produkcji biodegradowalnych toreb plastikowych, słomek, kubków, talerzy i zastawy stołowej.
Mechanizm degradacji PLA
PLA ulega niebiologicznej degradacji poprzez trzy mechanizmy:
Hydroliza: Grupy estrowe w łańcuchu głównym ulegają rozbiciu, co powoduje zmniejszenie masy cząsteczkowej.
Rozkład termiczny: złożone zjawisko powodujące powstawanie różnych związków, takich jak lżejsze cząsteczki, oligomery liniowe i cykliczne o różnej masie cząsteczkowej oraz laktyd.
Fotodegradacja: Promieniowanie ultrafioletowe może powodować degradację. Jest to główny czynnik, który naraża kwas polimlekowy na działanie światła słonecznego w zastosowaniach z tworzywami sztucznymi, opakowaniami i foliami.
Reakcja hydrolizy jest następująca:
-COO- + H2O → -COOH + -OH
Szybkość degradacji jest bardzo powolna w temperaturze otoczenia. Badanie z 2017 r. wykazało, że PLA nie doświadczyło żadnej utraty jakości w ciągu roku w wodzie morskiej o temperaturze 25 °C (77 °F), ale badanie nie mierzyło rozkładu ani absorpcji wody przez łańcuchy polimerowe.
Jakie są obszary zastosowań PLA?
1. Dobra konsumpcyjne
PLA stosuje się w wielu produktach konsumpcyjnych, takich jak naczynia jednorazowego użytku, torby na zakupy w supermarketach, obudowy urządzeń kuchennych, a także laptopy i urządzenia przenośne.
2. Rolnictwo
PLA jest stosowany w formie włókien do żyłek wędkarskich i sieci z pojedynczym włóknem do zwalczania roślinności i chwastów. Stosowany do worków z piaskiem, doniczek, pasów wiążących i lin.
3. Leczenie medyczne
PLA może ulec rozkładowi do nieszkodliwego kwasu mlekowego, dzięki czemu nadaje się do stosowania w sprzęcie medycznym w postaci kotwic, śrub, płytek, kołków, prętów i siatek.
Cztery najczęstsze możliwe sytuacje złomowania
1. Recykling:
Może to być recykling chemiczny lub recykling mechaniczny. W Belgii Galaxy uruchomiło pierwszą instalację pilotażową do recyklingu chemicznego PLA (Loopla). W przeciwieństwie do recyklingu mechanicznego odpady mogą zawierać różne zanieczyszczenia. Kwas polimlekowy można odzyskiwać chemicznie jako monomery poprzez polimeryzację termiczną lub hydrolizę. Po oczyszczeniu monomery można wykorzystać do produkcji surowego PLA bez utraty ich pierwotnych właściwości.
2. Kompostowanie:
PLA może ulegać biodegradacji w warunkach przemysłowego kompostowania, najpierw poprzez chemiczną hydrolizę, następnie poprzez trawienie mikrobiologiczne i ostatecznie degradację. W warunkach przemysłowego kompostowania (58 ° C (136 ° F)) PLA może częściowo (około połowy) rozłożyć się na wodę i dwutlenek węgla w ciągu 60 dni, a pozostała część rozkładać się znacznie wolniej, w zależności od krystaliczności materiału. W środowisku bez niezbędnych warunków rozkład będzie bardzo powolny, podobnie jak w przypadku tworzyw sztucznych niebiologicznych, które nie rozłożą się całkowicie przez setki lub tysiące lat.
3. Spalanie:
PLA można spalić bez wytwarzania chemikaliów zawierających chlor lub metali ciężkich, ponieważ zawiera tylko atomy węgla, tlenu i wodoru. Spalanie złomowanego PLA wygeneruje 19,5 MJ/kg (8368 btu/lb) energii bez pozostawiania jakichkolwiek pozostałości. Ten wynik, wraz z innymi ustaleniami, wskazuje, że spalanie jest przyjazną dla środowiska metodą przetwarzania odpadów kwasu polimlekowego.
4. Składowisko odpadów:
Chociaż PLA może trafiać na wysypiska śmieci, jest to najmniej przyjazny dla środowiska wybór, ponieważ materiał ten ulega powolnej degradacji w temperaturze pokojowej, zwykle tak samo wolno jak inne nieulegające degradacji tworzywa sztuczne.
Czas publikacji: 20-11-2024